新型菁染料超分子的构建、调控及其特异性识别肿瘤相关DNA结构的研究

菁染料聚集体作为一种特殊的超分子，其分子结构独特，聚集状态多样，可以以生物大分子为模板进行自组装，并且自组装过程受生物大分子结构调控。本项目拟利用菁染料聚集体这种特性，以肿瘤相关DNA结构（如G-四链体、甲基化DNA等）为靶点，在深入研究特定DNA结构对菁染料聚集体调控规律的基础上，通过菁染料分子设计，构建具有特异性识别功能的菁染料聚集体，从生理缓冲体系、细胞体系和临床样本等三个层面上建立菁染料聚集体对肿瘤相关DNA结构的识别与标记，以期开发一种操作简单、可视化、高灵敏度、高特异性的检测肿瘤相关DNA结构的新方法，并应用于肿瘤预警与早期诊断。

菁染料聚集体作为一种特殊的超分子，其分子结构独特，聚集状态多样，可以以生物大分子为模板进行自组装，并且自组装过程受生物大分子结构调控。本项目利用菁染料聚集体这种特性，以肿瘤相关DNA G-四链体为靶点，在深入研究特定DNA G-四链体结构对菁染料聚集体调控规律的基础上，通过菁染料分子设计，构建了具有特异性识别功能的菁染料聚集体，从生理缓冲体系、细胞体系和临床样本等三个层面上建立了菁染料聚集体对肿瘤相关DNA G-四链体结构的识别与标记，并应用于临床白血病、肺癌等恶性肿瘤的检测。主要成果如下：..1. 发展了新型的超分子探针识别策略，建立了系列G-四链体识别新方法.本项目利用超分子聚集状态对环境的高度敏感，发展了一种新型的超分子探针识别策略。该识别策略利用超分子聚集体对信号的放大功能，可以同时提高对特定靶标检测的特异性与灵敏度。以此策略为基础，本项目成功开发了系列操作简单、可视化、高灵敏度、高特异性的检测肿瘤相关G-四链体结构的新方法。..2. 深入研究了G-四链体与其特异性配体的相互作用机制.本项目在深入研究G-四链体及其配体相互作用机制的基础上，设计并合成了多种具有新型作用模式的G-四链体高特异性配体，并对特定G-四链体结构的识别机制进行了系统总结，创建了国际首个G-四链体配体数据库，为G-四链体超分子探针的设计奠定了基础。..3. 开发了一系列针对白血病、肺癌等恶性肿瘤的临床检测技术。.其中，以外周血（静脉血）为检测对象的白血病微创诊断技术为国际首创，目前已完成产品试制并在多家医院进行了试用，诊断准确率高达95-100%。相关临床医生认为该技术及产品对白血病的初诊及治疗都具有重要的临床参考价值和革命性的意义。这一成果获得了2012年度中国分析测试协会科学技术奖（CAIA奖）一等奖。..本项目相关成果共发表SCI论文10篇，影响因子均超过3.0；其中影响因子超过6.0的4篇；总累计影响因子53。由于创新性的探针设计策略及其在相关疾病诊断中的巨大潜在应用价值，相关工作受到国际国内同行的高度关注，多次入选《Nature China》、《Analyst》等国际高影响力杂志的研究亮点；并受邀参与撰写了国际超分子领域重要专著J-Aggregates Volume 2。本项目共申请发明专利16项，已授权1项；申请国际（PCT）专利3项；获得计算机软件著作权1项。